1万立方米的城市污水处理(A2O)设计书

110000m³/d城市污水处理工艺综合设计一、设计任务1.1．设计规模10000m3/d处理规模的城市污水处理工艺本项目设计进出水水质根据城市生活污水来源和《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26-2001）标准列出，采用一级标准如表1.1：表1.1设计进出水水质[1]主要污染物原水水质（mg·L-1）排放标准（mg·L-1）去除率(％)CODCr250≤4084BOD5120≤2083氨氮30≤1067总磷5≤0.5901.2．任务提出的目的及要求①目的通过城市污水处理厂的课程设计，掌握污水处理厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平，巩固学习成果，加深对污水处理课程内容的学习与理解，掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构及参数设计。主要设备选型包括格栅、提升水泵、鼓风机、曝气设备、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、加药设备、消毒设备等，以及平面布置及高程设计计算，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。①要求1，污水处理及污泥处置方案选择合理。2，设计参数选取及计算正确。3，平面布置紧凑合理，符合污水处理厂平面布置的要求。4，所选设备性价比高、可靠、易于操作。5，图纸达到施工图设计要求。1.3．设计依据21，中华人民共和国环境保护法；2，中华人民共和国污水综合排放标准GB8978－1996；3，室外排水设计规范GBJ14－87；4，《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26－2001）；5，供、配电系统设计规范GB50052－92。二、工艺流程及说明2.1．工艺选择污水处理厂工艺的选择原则是：在常年运转中要保证出水水质，处理效果稳定，技术成熟；运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式，要求耐冲击负荷的特点；最大限度地发挥处理装置和构筑物的能力；便于实现处理工艺运转的自动控制；工程投资相对较省，运行费用低。根据规划和城市污水的特点，现采用A2/O工艺。其工艺流程图如下：2.2．工艺流程说明2.2.1．工艺原理：3①厌氧池：流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。②缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3—N和NO2—N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO3—N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。③好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。好氧池将NH3—N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。2.2.2．工艺特点：①厌氧、缺氧，好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。②工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。③在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。④脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO3—N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。三、污水处理构筑物设计计算3.1设计流量计算已知条件：平均设计流量：Q＝100003md污水流量总变化系数：zK＝1.0。流量换算：maxzQKQ，Qmax=Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.1157m3/s=115.7L/s1000。故总变化系数Kz=2.7/Qd^0.11=2.7/115.7^0.11=1.6；最大流量Qmax＝Kz×Qd＝1.6×1.0万m3/d＝1.6万m3/d＝0.185m3/s3.2格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、4蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面的圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。本设计采用细、粗格栅进行隔渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。3.2.1格栅计算格栅的间隙应根据水体的实际需要设置，想用一种规格格栅截留各种漂流物是行不通的，进水格栅的间隙和道数应根据处理要求设计。从城市污水处理厂实际运行资料表明，一般设计中多采用粗格栅和细格栅二道。1-2格栅示意图3.2.2粗粗格栅主要设计参数：栅条宽度S=10mm；栅条间隙宽度b=60mm；过栅流速v2=0.9m/s；栅前渠道流速v1=0.4m/s；格栅倾角α=60°；数量2座；(1)栅槽宽度①栅前槽宽确定格栅前水深，根据最优水力断面公式22211vBQ5计算得栅前槽宽mvQB64.09.0185.0222max1；则栅前水深mBh32.0264.021②栅条的间隙数n,个bhvQnsinmax式中Qmax------最大设计流量，m3/s；α------格栅倾角，(o)，取α=600；b------栅条间隙，m，取b=0.06m；n-------栅条间隙数，个；h-------栅前水深，m，取h=0.32m；v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；格栅设两组，按一组工作，一组备用设计。则：n9.032.006.060sin185.00=9.96=10(个)取n=10(个)，则每组粗格栅的间隙数为10个。③栅槽有效宽度B2B2=S(n-1)+bn=0.01×(10-1)+0.06×10=0.69(m)(2)通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠道B1=0.64m，其渐宽部分展开角度α1=200，进水渠道内的流速为0.4m/s。L1)(068.020tan264.069.0tan20112mBB格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2m，L2)(034.02068.021mL通过格栅的水头损失h1m，h1=h0k0h342)(,2sinbSgv6式中h1---------设计水头损失，m;h0---------计算水头损失，m;g---------重力加速度，m/s2k---------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。gkvbSkhh2sin)(2340181.92360sin9.0)06.001.0(42.20234=0.024(m)(3)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.32+0.024+0.3=0.644(m)(4)栅槽总长度L，mLtan0.15.0121HLL式中，H1为栅前渠道深，21hhHm.060tan3.032.00.15.0034.0068.0L=1.96(m)(5)每日栅渣量W，m3/d10001864001WQW式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙40mm左右，W1=0.03~0.01m3/103m3污水；本工程取W1=0.02m3/103m3污水。/d0.2m/d0.225m100042.120.0160001000864003311总KWQW采用机械清渣。3.2.2细格栅主要设计参数：栅条宽度S=10mm；栅条间隙宽度b=10mm；过栅流速v2=0.8m/s；栅前渠道流速v1=0.4m/s；格栅倾角α=60°；数量3座；(1)栅槽宽度7①栅前槽宽确定格栅前水深，根据最优水力断面公式22211vBQ计算得栅前槽宽mvQB68.08.0185.0222max1；则栅前水深mBh34.0268.021②栅条的间隙数n,个bhvQnsinmax式中Qmax------最大设计流量，m3/s；α------格栅倾角，(o)，取α=600；b------栅条间隙，m，取b=0.01m；n-------栅条间隙数，个；h-------栅前水深，m，取h=0.34m；v-------过栅流速，m/s,取v=0.8m/s；格栅设三组，按二组同时工作设计，一组备用。则：n8.034.001.060sin185.00=63.29=64(个)取n=64(个)则每组粗格栅的间隙数为64个。设计二组格栅，每组格栅间隙数n=32条③栅槽有效宽度B2B2=S(n-1)+bn=0.01×(32-1)+0.01×32=0.63(m)所以总槽宽为B=0.63×2+0.2×1＝1.46（考虑中间隔墙厚0.2m）(2)通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠道B1=0.68m，其渐宽部分展开角度α1=200，进水渠道内的流速为0.4m/s。L1)(07.120tan268.046.1tan2011mBB格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2m，8L2)(54,0207.121mL通过格栅的水头损失h1m，h1=h0k0h342)(,2sinbSgv式中h1---------设计水头损失，m;h0---------计算水头损失，m;g---------重力加速度，m/s2k---------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。gkvbSkhh2sin)(2340181.92360sin8.0)01.001.0(42.20234=0.21(m)(3)栅后槽总高度H，m；设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.34+0.21+0.3=0.85(m)(4)栅槽总长度L，mLtan0.15.0121HLL式中，H1为栅前渠道深，21hhHm.060tan3.034.00.15.054.007.1L=3.48(m)(5)每日栅渣量W，m3/d10001864001WQW式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙16~25mm左右，W1=010~0.05m3/103m3污水；本工程取W1=0.1m3/103m3污水。/d0.2m/d1.13m100042.11.0160001000864003311总KWQW采用机械清渣。3.2.3机械格栅选型本工艺粗格栅选用HG-1500型回转式格栅除污机，主要参数：耙齿栅隙30mm；耙齿节距100mm；电机功率1.5kW；栅宽1500mm；设备总宽1720mm；安装角度60°；9排渣门高度约800mm；设备总高度：槽深+（2000~2500）。细格栅选用XG1600型旋转式格栅除污机[4]，主要参数：设备宽度B：1600mm；有效栅距：1450mm；有效栅隙10mm；安装角度60°；梁宽1650；渠深1.2m（任选）；排渣高度700～800；导流槽长：渠深×cotα＋600；安装总长：（渠深+排渣高度）×cotα+1400。图1-3XG1600型旋转式格栅除污机3.3进水泵房采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、A2/O、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。设计水量为10000m3/d，水泵采用WQS型污水潜污泵，型号WQS-250-13-15，2用1备，故流量208.35m³/h，扬程13m，转速1470r/min，功率15kW，出水管直径150mm。3.4平流式沉砂池3.4.1设计说明目前，应用较多的沉沙池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流式沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。